JP2006507871A

JP2006507871A - 磁気共鳴撮像法

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Publication number: JP2006507871A
Application number: JP2004555161A
Authority: JP
Inventors: アクセルソン，オスカー; ゴールマン，クラース; マンソン，スヴェン; ピーターソン，ステファン
Original assignee: アメルシャムヘルスアクスイェセルスカプ
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2006-03-09
Also published as: DE60311142T2; EP1565758A1; NO20025711D0; WO2004048988A1; DE60311142D1; EP1565758B1; ES2279227T3; AU2003302460A1

Abstract

本発明は、０．００１Ｔ〜５Ｔの範囲の磁場強度において２０℃〜４０℃の範囲の温度でＴ１値が５秒以上である高Ｔ１剤の過分極溶液を用いることによる侵襲型装置の受動的視覚化の方法を提供する。また、本方法に用いるのに特に有用な装置及び器具、並びに本方法の撮像、手術及び治療における使用方法も提供する。

Description

本発明は、例えば手術及び治療中の侵襲型装置の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）並びにこれらの処置で用いられる装置に関する。

放射線医学における侵襲処置は広く用いられており、一般化しつつある。これらの処置は通常、フルオロスコピィによるフィードバック下でカテーテル、ガイドワイヤ、生検針などの侵襲型器具及び／又は装置を血管に挿入することによって行われる。これらの処置には数時間を要し、患者及び施術者の双方に大量の放射線が照射されることがある。これらの処置では、患者の体内に挿入された侵襲型装置を肉眼で視認できなくなっても医師が装置の位置を知り又は装置を案内できることが望ましい。身体の軟質部位はＸ線では極く弱いコントラストしか与えないので、高投与量のヨウ素系造影剤を用いて装置の位置を知る必要が多々生じるが、これは特に腎機能の衰えた患者では問題を生じかねない。

近年、ＭＲＩガイドによる侵襲処置が重要性を増しつつある。かかるＭＲＩガイド式処置は、手術にＭＲＩを統合した術中処置と、治療のガイド、監視及び制御を行うための侵襲処置との二つの範疇に分類できる。術中処置には一般に開放磁石型ＭＲイメージャが必要とされ、ＭＲＩを用いて解剖学的構造を画定すると共に組織機能が手術中に変化する様子を監視できるので望ましい。侵襲処置は一般に患者と極く限られた部分でしか接触しないので、従来の閉鎖磁石型ＭＲイメージャを用いることができる。通例、ＭＲＩでは、上述のような方法でコントラストを強調して画質の向上した画像を形成する造影剤又はコントラスト強調媒体を用いる。本出願では、「造影剤」及び「コントラスト強調媒体」などの用語は同義に用いられる。

ＭＲＩガイドによる侵襲処置又は術中処置の成功は一般に、ＭＲＩ法が患者の体内に挿入された器具及び装置の正確なリアルタイム視覚化が可能か否かに依存する。一般に、大半の侵襲型装置は、機械的必要性から、金属又はポリマー材料製のいずれかである。例えば、ガイドワイヤは、捩れや曲がりを超えてワイヤを押すことができるように、操作者が一方の端（ワイヤ先端から１メートル離れていることが多い）を捻りながら押したときに先端までの全長にわたって剛体として回転し得るように、十分な剛直性を有する必要がある。そのため、ガイドワイヤは通常、鋼の心材に、テフロン（登録商標）被覆した鋼ワイヤを巻回したもので製造されている。しかし、装置が金属製及び／又は導電性であると、装置はＲＦ（無線周波数）照射に対する遮蔽として作用し、ＲＦが装置内部のコントラスト強調媒体又は造影剤に達するのを妨げ、装置周囲の領域に撮像欠陥を生ずる。一方、ポリマー材料製の装置はＭＲ画像では視認できない。そこで、例えば酸化ジソプロシウムのような常磁性材料の帯を組み込んで標識した不導性装置を用いることが示唆されている。かかる標識帯は、画像にアーティファクトを形成する。さらに、器具又は装置に、常磁性造影剤（例えばＧｄＤＴＰＡ）又は「血液プール」造影剤、例えば強磁性、フェリ磁性若しくは超常磁性造影剤を充填することも提案されている。しかし、これらのような従来のＭＲ造影剤からの信号強度は、器具の適切な「リアルタイム」追尾には不十分である。さらに、かかる薬剤の毒性のため、生体内には極く限られた量の薬剤しか投与又は放出することができない。この技術だけでなく、事実上プロトン撮像に依拠した技術におけるもう一つの問題は、組織中の水から発生する膨大な背景信号であり、この背景信号のため時間のかかる３Ｄデータ取得又は動的スライス位置決定のいずれかが必要になる。

米国特許第５２１１１６６号では、手術器具内部又は近傍にＮＭＲ活性核含有化合物を与えることによって手術器具の一部を視覚化することが提案されている。ＮＭＲ活性核は、水素、リン、炭素、フッ素及び窒素のＮＭＲ活性同位体のようなＮＭＲに適した核であればよい。また、常磁性緩和剤を供給して、ＮＭＲ活性核の信号を動的核分極（ＤＮＰ）によって増幅し、器具の視認性を向上させる。しかし、この文献に示唆されているように通常のイメージャ磁場強度（＞０．２Ｔ）でインビボ分極強調を用いて十分な分極を達成することは、ＲＦパルスの組織及び器具材料への透過力が限られているため困難であり、そのため器具の十分な視覚化を達成することも難しい。磁場を高めた場合に起こるもう一つの問題は、装置を包囲する組織の加熱が増すことである。さらに、常磁性緩和剤を生体組織内に放出できる量も、かかる物質の潜在的毒性のためこの方法の制約となっている。

国際公開第０２／０８８７６６号には、医療器具の内部領域又は器具の隣接領域に過分極気体を導入し、ＮＭＲを用いて過分極気体を撮像することによって生体内での医療器具の位置を監視する方法が提案されている。過分極気体は合成血漿に溶解することができるが、限られた範囲でしかない。^１２９Ｘｅガス及び^３Ｈｅガスが具体的に記載されている。しかし、これらの気体はスピン密度が低いため、過分極気体のＭＲ感度は、分極及び磁気回転比などのその他要因が類似しているとすると適当な溶媒中の可溶分子内の核の感度よりも著しく低い。
米国特許第５２１１１６６号明細書国際公開第０２／０８８７６６号パンフレット

そこで、侵襲型装置の受動的視覚化を促進する改良法、並びにかかる方法に用いられる改良型装置、かかる方法のＭＲ撮像、手術及び治療における使用方法を提供するニーズが存在する。従来技術で公知の関連方法には、被検者に多量の放射線を照射すること、ＭＲ画像の歪み及びアーティファクトが不可避であること、用いられている造影剤では所望のコントラストが得られないこと又は適当な線量では造影剤が許容外の毒性を有しかねないなどの短所がある。

今回、視覚化手順の経時的過程で高Ｔ１剤（すなわち磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する薬剤）の過分極溶液を用いることによって、侵襲型装置の受動的視覚化を促進できるという予想外の知見が得られた。そこで、本発明は、かかる高Ｔ１剤の過分極溶液を用いて侵襲型装置の視覚化を促進する方法を提供する。さらに、これらの方法に用いるのに特に有用な装置及び器具、並びにこれらの方法の撮像、手術及び治療での使用方法を提供する。

したがって、第一の態様では、本発明は、ヒト又はヒト以外の動物の身体での侵襲型装置の視覚化を促進する方法を提供するが、当該方法は、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する過分極固体の高Ｔ１剤又はその溶液を含む造影剤を用いて実施され、侵襲型装置の視覚化にはＭＲＩが用いられる。

さらに他の態様では、本発明は、ヒト又はヒト以外の動物の身体での侵襲型装置の視覚化を促進する方法を提供するが、当該方法は、身体に侵襲型装置を挿入するステップと、少なくとも該装置を含む身体部分のＭＲ画像を形成するステップと、視覚化手順の経時的過程で装置の内部及び適宜該装置を通して造影剤を導入するステップとを備えており、造影剤が、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液を含んでなることを特徴とする。

さらに他の態様では、本発明は、侵襲型装置がヒト又はヒト以外の動物の身体に挿入して、少なくとも該装置を含む身体部分のＭＲ画像を形成する侵襲的ＭＲＩ又は術中ＭＲＩの改良法を提供するが、当該方法は、視覚化手順の経時的過程で装置の画像での視覚化を促進するために装置の内部及び適宜該装置を通して造影剤を導入するステップを含んでおり、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液を含んだ造影剤を含むことを改良点とする。

さらに他の態様では、本発明は、ヒト又はヒト以外の動物の身体に侵襲型装置を挿入して少なくとも該装置を含む身体部分のＭＲ画像を形成して該装置を視覚化する診断、手術又は治療の方法に用いられるＭＲ造影剤の製造に、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液の使用する方法を提供する。

さらに他の態様では、本発明は、本発明の方法に用いるために炭素繊維のような中間導電性材料、例えば炭素繊維複合材で製造された装置を提供する。

本発明のさらに他の観点は特許請求の範囲及び本明細書から明らかとなろう。

本出願ではヒト以外の動物の身体としては、哺乳類、鳥類又は爬虫類の身体が挙げられる。「Ｔ１」は通常は秒単位で測定される縦緩和時間を意味し、「Ｔ」はテスラを意味する。

本発明の方法に用いられる造影剤は、高Ｔ１剤すなわち磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃でＴ１値が５秒以上の薬剤の過分極固体又は溶液を含んでなる。かかる薬剤は、例えば国際公開第９３／３５５０８号から周知であり、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。

適当な高Ｔ１剤は、ゼロ以外の核スピンをもつ核（分極性核）を有する核を含んでおり、好ましくは、^１Ｈに加えて、^１９Ｆ、^６Ｌｉ、^１３Ｃ、^１５Ｎ、^２９Ｓｉ及び^３１Ｐからなる群から選択される核である。特に好ましくは、高Ｔ１剤は^１３Ｃ核、^１５Ｎ核、^１９Ｆ核、^２９Ｓｉ核及び^３１Ｐ核からなる群から選択される核を含んでなり、^１３Ｃ核及び^１５Ｎ核が特に好ましい。また、特に少量かつ低濃度でしか体内に投与されない造影剤、又は例えば処置中に装置の内部の閉回路に保持して生体組織と接触しないようにした造影剤であれば、^７７Ｓｅ、^１１１Ｃｄ、^１１３Ｃｄ、^１１５Ｓｎ、^１１７Ｓｎ、^１１９Ｓｎ、^１２３Ｔｅ、^１２５Ｔｅ、^１７１Ｙｂ、^１９５Ｐｔ、^１９９Ｈｇ、^２０３Ｔｌ、^２０５Ｔｌ及び^２０７Ｐｂのような他の核を用いてもよい。

好ましい高Ｔ１剤は低毒性の生体適合性化合物である。これらの化合物は、固体形態で、例えば適当な溶媒中の分散液として用いてもよいが、高Ｔ１剤の溶液（好ましくは生体許容性の溶媒中のもの）が好ましく用いられる。特に好ましい高Ｔ１剤は分子量２００Ｄ（ドルトン）未満の水溶性分子である。本発明の方法に用いられる造影剤は、分極性核を天然存在比で含む高Ｔ１剤を含んでなるものであってよい。さらに好ましくは、高Ｔ１剤は分子の特定の位置で濃縮される。好ましくは、高Ｔ１剤は、分子の１箇所又は複数の特定の位置で^１３Ｃ核及び／又は^１５Ｎ核濃縮されている。さらに他の好ましい実施形態では、これら濃縮高Ｔ１剤は重水素でも標識される。好ましい^１３Ｃ濃縮高Ｔ１剤は、Ｏ、Ｓ、Ｃ又は二重結合のような１以上のＭＲ不活性核に包囲されている１以上の^１３Ｃ核を含んでなり、例えば高Ｔ１剤は、１以上のカルボニル又は四級炭素の位置で濃縮された^１３Ｃである。好ましい化合物は、アミノ酸、ペプチド、核酸、炭水化物、及び生体の正常な代謝サイクルで生ずる中間体又は代謝産物のような体内で自然に発生する化合物、並びに認可医薬品である。

切除処置に用いられる高Ｔ１剤としては、^１３Ｃ濃縮カルボン酸、及びエタノールのようなアルコールがある。代替的には、切除処置を一般的なカルボン酸、及びエタノールのようなアルコールと、標識として添加される少量の分極化合物、例えば^１３Ｃ標識した化合物と共に行うこともできる。治療の方法に用いる場合には、好ましくは^１３Ｃ及び／又は^１５Ｎ濃縮適当な治療薬、例えばＦ−ウラシル及び受容体ターゲティング薬を高Ｔ１剤として用いてよい。

本発明の方法に用いられる造影剤は好ましくは、核が濃縮されており、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃でＴ１緩和時間が１０秒以上、好ましくは３０秒以上、特に好ましくは６０秒を超え、さらに一段と好ましくは１００秒を超える高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液を含んでなる。

過分極高Ｔ１剤の製法は、例えば国際公開第９９／３５５０８号及び国際公開第９９／２４０８０号から公知である。好ましい方法は、動的核分極（ＤＮＰ）法及びパラ水素（ＰＨＩＰ）法を含む。これらの方法を用いることにより、Ｔ１が５秒以上の過分極高Ｔ１剤を得ることが可能になる。

「侵襲型装置」とは、特に限定されないが、バルーンカテーテルを始めとするカテーテル、バルーン、光ファイバー、ガイドワイヤ、穿刺針、例えば生検針、電極、電極リード、インプラント及びステントのような侵襲処置に用いられる任意の侵襲型装置及び器具を意味する。

造影剤を充填した装置が特定領域（ＲＯＩ; region of interest）に達するまで造影剤をＲＦ（無線周波数）照射から遮蔽することが望ましい場合には、炭素繊維複合材のような炭素繊維を含有する材料を用いればよいことが判明している。例えば、炭素繊維材料を含むカテーテルを用いると、カテーテルの配置中に用いられるＲＦ照射による造影剤の脱分極を防ぐ。このように、造影剤はＲＯＩに放出されるまで装置の内部で「不可視」の状態に保たれる。さらに、炭素繊維材料は、金属に比べて導電性が低く、撮像中に撮像アーティファクトや組織加熱を生じない。炭素繊維材料製の侵襲型装置が本発明の方法に好適に用いられ、所載の方法に用いられるかかる装置は本発明のさらに他の観点を形成する。

本発明の侵襲的処置又は術中処置は、ヒト又はヒト以外の動物の身体の被検査部分の二次元又は好ましくは三次元のプロトン画像の撮影で開始することができる。次いで、侵襲型装置、例えばカテーテルを、脈管構造、例えば大腿動脈、又は組織内に導入する。処置中に装置を視覚化することが望ましい場合には、装置は好ましくは、外部ダクトを通じて造影剤で絶えず充填される。造影剤から得られる信号によって、リアルタイム視覚化、及び３Ｄプロトン画像での装置の定位が可能になる。特定領域（ＲＯＩ）のプロトン画像を処置中に更新して、例えば運動を補償することができる。また、装置の体内への導入中に、投与量の造影剤を脈管構造又は組織に注入することも可能である。例えば、動脈へのカテーテルの導入中に、装置から投与量の造影剤を放出することが可能である。このようにして、例えば血流及び器官への血液供給をリアルタイムで検査することが可能になる。カテーテルが特定領域に達したら、動脈の罹患部位でのステントの配置と適宜組合せたバルーンカテーテルによる侵襲処置又は術中処置、例えば経皮経管アンジオグラフィ法（ＰＴＣＡ）を促進するために造影剤を放出することができる。

以上の段落で述べた方法は、ヒト又はヒト以外の動物の身体の放射線に特に敏感な被検体又は部分又は解剖学的構造において行われる手術処置及び治療処置に特に好ましい。かかる被検体の例は、例えば妊婦及び幼児であり、かかる部分又は解剖学的構造の例は、例えば生殖器である。女性では、全ての受胎問題の約４０％が卵管の閉塞に起因する。従って、本発明の方法を卵管の検査手順に利用して、必要に応じてカテーテルを経膣で挿入することによりかかる閉塞を侵襲的に開口するように卵管を手術することができる。この方法は本発明のさらに他の観点を形成する。

所載の方法はまた、固形腫瘍の診断、精密生検及び手術に有用である。具体的には、本発明の方法を用いることにより、現在用いられている標準的な方法よりも遥かに効率よく前立腺及び乳房の腫瘍の標本を採取することができ、これにより軟組織を視覚化すると同時に例えば生検針の高精度ガイドを可能にすることができる。

所載の方法はまた、切除処置に用いて、臨床用装置、例えば間質レーザ誘起温熱療法（ＬＩＴＴ）、集束超音波及びＲＦ切除の配置を案内することもできる。これらの処置では、用いられている器具を厳密に正確な位置に配置した後に、切除処置、例えば固形腫瘍の破壊を行うことが最も重要である。本発明の方法を用いることにより、カテーテルを厳密に正しい位置に配置して、血管及び周囲組織、並びに切除したい腫瘍又は構造を切除処置中に監視することができる。

本発明のさらに他の観点は、単独で又は上述の方法と併用でのいずれかで切除処置に薬品を用いるものである。装置、例えばカテーテルを、ＲＦ透過性のカテーテルを造影剤と共に用いるか又は炭素繊維カテーテルを用いるかのいずれかにより正しい位置に配置するときに、カテーテルを、過分極性核を含有する又は濃縮した切除処置に有効な化学物質で充填することができる。かかる化学物質は例えばカルボン酸又はアルコールである。代替的には、通常のカルボン酸又はアルコール、例えばエタノールを、標識としての少量の分極化合物、例えば高Ｔ１剤と共に用いて切除を行うことができる。次いで、切除処置をＭＲＩによって監視することができる。例えば^１３Ｃ又は^１５Ｎ濃縮化合物が好ましい。^１３Ｃ濃縮エタノールを過分極させてこの目的に用いることができる。

本発明のさらに他の観点は、本発明の方法を治療に用いることに関する。上述のように、カテーテルのような装置を治療を必要とする領域に正確に配置することができ、過分極性化合物、好ましくは^１３Ｃ及び／又は^１５Ｎのような分極性核を濃縮した化合物を該当部位に滴下注入することができる。次いで、治療効果をＭＲＩで追跡することができる。化合物の具体例は、例えば^１３Ｃ濃縮Ｆ−ウラシル、受容体ターゲティング薬（例えばペプチド）又は殺菌剤、殺真菌薬等がある。ゆえに、造影剤がコントラスト強調媒体及び治療活性媒体の二重の作用を有する。代替的には、治療活性化合物が、造影剤として作用する少量の分極化合物を含有する通常の治療化合物であってもよい。

以上に述べた方法の最適な結果を達成するためには、パルスシーケンスのような撮像パラメータを慎重に選択すべきである。最近のＭＲＩスキャナには高速プロトン撮像のための多くの方法が標準装備されており、当業者には、他の核に適するようにソフトウェアを書き換える方法は明らかである。特に適当な方法は、適宜画像のスライドウィンドウ式更新を併用した螺旋型半径方向走査によるｋ空間サンプリングである。さらに他の選択肢としては、赤緑立体鏡又は多くの公知の立体視手法の任意のものによるリアルタイム立体視を可能にするインタリーブ式立体投影の利用がある。

以下、非限定的な実施例及び／又は実施形態によって本発明を例示的に説明する。

図１は、本発明に従って過分極高Ｔ１剤を含んでなる造影剤と共に用いられるインターベンショナルＭＲＩ侵襲型装置（１）の第一の実施形態を示す。侵襲型装置（１）は直径Ｄｍｍの中空の細長い本体（３）を含む。本体（３）は中央管腔（５）及び厚みｄｍｍの壁（７）を有する。侵襲型装置（１）は、ヒト又はヒト以外の動物の身体に挿入するためのものであり、このため用いられる目的に応じて、例えば穿刺針として用いたい場合には剛性、カテーテルとして用いたい場合には可撓性といったように剛性にも可撓性にもすることができる。本体（３）は、炭素繊維複合材のような炭素繊維を含有する材料で製造され、かかる材料はＲＦ照射に対して不透過性であることが判明している（後に詳述する）。このことは、炭素繊維複合材は導電率が銅の約６００分の１で絶縁性であると一般に考えられていることから、驚くべきことである。

本実施形態では、侵襲型装置（１）は、ヒト又はヒト以外の動物身体の体外に配置するためのものであって好ましくは造影剤供給部に連結可能な第一の開いた端部から、ヒト又はヒト以外の動物の身体に配置又は挿入するためのものであって造影剤をＲＯＩ、例えば血管又は体腔内に放出する起点となる第二の開いた端部まで、過分極高Ｔ１剤を含んでなる造影剤を輸送するのに適している。侵襲型装置（１）はＲＦ照射に対して不透過性であるので、過分極高Ｔ１剤を含んでなる造影剤は、本体（３）によって遮蔽されている間はＲＦ照射によって脱分極されることがない。

処置全体を通じて装置を視覚化することが望ましい場合には、装置の内部の造影剤から十分な信号を与えるようにＲＦ（無線周波数）照射について透過性の材料で装置を製造すべきである。ガラス繊維強化ポリマー材料は、ガイドワイヤ、光ファイバー、電極及び電極リードのような装置に適した物理的特性を有することが公知である。ＰＥＥＫ又はＰＳＵのような他の構造ポリマーも適当な特性を有する。穿刺針及び類似装置は、稠密ジルコニアのようなセラミック材料を、脆性を小さくするために適宜ポリマー層で被覆したもので製造してもよいし、又はガラス繊維強化プラスチック材料で製造してもよい。造影剤を収容するためのキャビティを有しない装置には、好ましくは装置の長さ方向に沿って延在して好ましくは造影剤の循環を促進するキャビティを設けるべきである。カテーテルは例えば、造影剤の循環を可能にする二重壁を設けられていてもよい。処置中に外部ダクトを介して装置に造影剤を再充填することもかかる構成によって可能になる。

図３は、本発明の高Ｔ１剤を含んだ造影剤と共に用いられるインターベンショナルＭＲＩ侵襲型装置（３１）の第二の実施形態を示す。侵襲型装置（３１）は、直径Ｄｍｍの中空の細長い本体（３３）及び厚みｄｍｍの壁（３７）を含む。本体（３３）は第一の管腔（３５′）及び第二の管腔（３５″）を含んでおり、これらの管腔は両方とも本体（３３）の開いた第一の端部（３９）から本体（３３）の閉じた第二の端部（４１）まで延在している。第一の管腔３５′及び第二の管腔３５″は中央内部の分割壁（４３）の両側に形成されており、分割壁（４３）は一方の側の本体（３３）の内面から好ましくは正反対側の本体（３３）の内面まで延在している。

内部の分割壁（４３）は閉じた第二の端部（４１）までの全長にわたって延在している訳ではなく、このため、第一の管腔（３５′）及び第二の管腔（３５″）は装置（３１）の第二の端部（４１）の近くでは分割壁（４３）の開放部（４５）を介して連通している。これにより、例えば開いた第一の端部（３９）において第一の管腔（３５′）に導入された流体が、第一の管腔（３５）の長さ方向に沿って循環し、次いで閉じた第二の端部（４１）の近くで又は端部（４１）の位置で分割壁（４３）の開放部（４５）を通過して、第二の管腔（３５″）を介して開いた第一の端部（３９）まで戻ることが可能になる。侵襲処置時に利用する場合には、装置（３１）は好ましくはＲＦ照射に対して透過性の材料で形成され、造影剤、好ましくは過分極高Ｔ１剤を含んだ造影剤は、第一の管腔（３５′）を介して導入され第二の管腔（３５″）を介して抽出されることにより侵襲型装置（３１）内を循環する。このようにして、古い造影剤が装置（３１）から抽出されるのに伴って新たな造影剤を装置（３１）に導入することができる。

本発明のさらに他の実施形態では、中空の細長い本体を備えた侵襲型装置に、患者の体内に導入される方の装置の端部まで延在する第三の管腔を設ける。この管腔を用いて、装置を配置するために用いるガイドワイヤを収容することができる。

本発明のさらに他の実施形態では、中空の細長い本体並びに第一及び第二の管腔を備えた侵襲型装置（例えば図３に示す装置のようなもの）に、ヒト又はヒト以外の身体の体内に導入される方の装置の端部まで延在する第三の管腔を設ける。この第三の管腔は、ヒト又はヒト以外の身体の体内に導入される方の端部で開放していてよく、器具を収容するために用いることができる。例えば第三の管腔に、一旦、装置が本体の内部の適当な位置まで誘導されると膨張することのできる膨張式バルーンを設けることができる。代替的には、管腔は生検針又はステント等を収容することもできる。かかる装置の一例を図４ａに断面図で示す。

本発明のもう一つの実施形態では、侵襲型装置に３本よりも多い管腔を設け、うち２本に流体、例えば造影剤の循環を可能にする相互接続を形成し、他のものはヒト又はヒト以外の身体に器具及び／又は流体を導入するのに用いるようにすることができる。かかる装置の一例を図４ｃに断面図で示す。

以下、非限定的な実施例で本発明の特徴を説明する。

実施例１
過分極コハク酸ジメチル（１−^１３Ｃ）の水溶液をガラス繊維強化プラスチックのガイドワイヤとして成形された閉ループ内で循環させた。かかる状況でのこの化合物のＴ１は７０秒である。このガイドワイヤをラットの胃に挿入して、毎秒４枚ずつ画像を^１３Ｃの周波数で撮像した。画像を色符号化してラットのプロトン画像に重ね合わせ表示した。図５の画像で分かるように、ラットの体内でガイドワイヤが鮮明に見える。

実施例２
図２は、直径Ｄが１０ｍｍで壁（７）厚みｄが１ｍｍの炭素繊維製本体（３）を備えた侵襲型装置（１）を用いて行った実験の結果を示す。炭素繊維の導電性は約１×１０^５Ｓ／ｍであった（参考：銅は５．９×１０^７Ｓ／ｍ）。装置（１）を水を入れたシリンジ内に配置して、２．４Ｔ磁石の内部で撮像した。図２ａに示すようなエコー時間を１．８ｍｓとしたグラディエントエコー画像及び図２ｂに示すようなエコー時間を５ｍｓとした同画像を取得した。いずれのエコー時間でも同様の結果が得られた。侵襲型装置の第二の開いた端部の近くに僅かな磁化率アーティファクト（１３）が見られる。装置の管腔（３）からは信号は得られず（但し第二の開いた端部の近くを除く。無線周波数放射線がこの第二の開いた端部から管腔（３）に入る）、侵襲型装置の壁が無線周波数放射線に対して不透過性であることを示している。

実施例３
図４ａ〜４ｄには、侵襲型装置の可能な実施形態の断面例を示す。

図４ａは２本の同心管（４０１、４０３）で形成された侵襲型装置を示しており、開放系式ウェブ（４０５）によって内管（４０３）が外管（４０１）の中心の所定位置に保持されている。第一の管腔（４０７）が内管の内側に形成されており、第二の管腔（４０９）が２本の管（４０１、４０３）の間の円環空間によって形成されている。

図４ｂは、２本の同心管（４１１、４１３）で形成された侵襲型装置を示しており、２本の連続式ウェブ（４１５′、４１５″）によって内管（４１３）が外管（４１１）の中心の所定位置に保持されている。第一の管腔（４１７）が内管（４１３）の内側に形成されており、第二の管腔（４１９′）及び第三の管腔（４１９″）が２本の管（４１１、４１３）とウェブ（４１５′、４１５″）との間の半円環空間によって形成されている。

図４ｃは、４本の管腔（４２３）を内部に形成した細長い本体（４２１）を備えた侵襲型装置を示す。

図４ｄは細長い本体（４３１）を備えた侵襲型装置を示しており、中央管腔（４３３）、及び本体（４３１）の外壁に取り付けられた２本の三日月形管腔（４３５′、４３５″）を有している。

好ましくは、これらの装置の本体の寸法Ｄは２０ｍｍ未満、最も好ましくは１０ｍｍ未満であって１ｍｍよりも大きく、また装置の本体の寸法ｄ（壁厚）は好ましくはＤ／５未満であり、最も好ましくはＤ／１０未満である。

侵襲型装置のさらに他の実施形態及び変形も特許請求の範囲内で可能である。

実施例４
準備
カテーテル（Ｃｏｂｒａ、Ｍ、Ｆｒ５のもの、ベルギー、Ｌｅｕｖｅｎ３００１、ＴｅｒｕｍｏＥｕｒｏｐｅＮ．Ｖ．製）をブタの左冠状動脈内に配置した。可動式Ｘ線アームを用いて、標準的なＸ線造影剤を用いたＸ線撮像によってカテーテルの正確な位置を確認した。図６は、得られたＸ線アンジオグラムを示す。過分極プロピオン酸ヒドロキシエチル（１−^１３Ｃ）の水溶液を製造して造影剤として用いた。分極は約２８％であり、プロピオン酸ヒドロキシエチル（１−^１３Ｃ）の濃度は約０．５Ｍであった。ＭＲ撮像では、１．５テスラのスキャナ（ＭａｇｎｅｔｏｍＳｏｎａｔａ、独国、Ｅｒｌａｇｅｎ、ＳｉｅｍｅｎｓＭｅｄｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓ製）に多核拡張部を送受信^１３Ｃコイル（独国、Ｗｕｒｚｂｕｒｇ、ＲａｐｉｄＢｉｏｍｅｄｉｃａｌ製）と共に取り付けたものを用いた。問題となるＦＯＶについての投影角度を選択するためには標準的なプロトン走査を用いた。完全均衡定常状態パルスシーケンスを用いて^１３Ｃ画像を得た。

侵襲処置の実施
カテーテルを冠状動脈から引き込むと同時にカテーテルを介して造影剤を注入しながら^１３Ｃ画像（図７に示す）を取得した。次の撮像パラメータを用いた。ＴＲ／ＴＥ／ＦＡ＝５．６ｍｓ／２．８ｍｓ／７０°及びＦＯＶ／マトリクス＝１２８×２５６ｍｍ^２／６４×１２８。ゲートは用いず、各々の画像を３５０ｍｓで形成した。図６は、侵襲処置時にカテーテルを視覚化する本発明の方法の能力を明らかに示す。

実施例５
実施例４に記載するようにして準備を行った。

侵襲処置の実施
カテーテルを介した造影剤の注入中に^１３Ｃ画像を取得した（うち５枚の画像を抜き出して図８に示す）。心ゲートを適用して心臓サイクル当たり１枚の画像を形成した。次の撮像パラメータを用いた。ＴＲ／ＴＥ／ＦＡ＝５．１ｍｓ／２．６ｍｓ／７０°、及びＦＯＶ／マトリクス＝１１２×２５６ｍｍ^２／５６×１２８。各々の画像を３５０ｍｓで形成した。図８の画像ｅは心筋を示しており、アンジオグラフィ法に加えて撮像データから灌流データを抽出することもできることを示している。

実施例６
実施例４に記載するようにして準備を行った。

侵襲処置の実施
カテーテルを介した造影剤の注入中に^１３Ｃ画像を取得した（うち１枚を図９に示す）。遡行ゲートを適用した。この方法は、同時に取得された心ゲート信号に従って画像データを再編成するものである。心臓サイクル（心収縮期−心拡張期）を２２の時相に分割して１６を再構成した。１心拍よりも多い心拍からの撮像データが一連の画像の各々に表現されている。空間分解能が２．０×２．０ｍｍ^２である場合には、各々の系列を完了するのに約１０心拍が必要であった。次の撮像パラメータを用いた。ＴＲ／ＴＥ／ＦＡ＝５．１ｍｓ／２．６ｍｓ／７０°、及びＦＯＶ／マトリクス＝１２８×２５６ｍｍ^２／６４×１２８。全走査時間は８秒間であった。また、過分極でない標準的なプロトン撮像を用いて比較画像系列を取得した。図９ａは、心臓サイクルの１６時相の系列から得た１枚の^１３Ｃ画像を示す。心筋の灌流が明らかである。対応する過分極でないプロトンスライスを図９ｂに示す。

本発明の侵襲型装置の第一の実施形態を示す図である。実施例２に記載されて用いられている炭素繊維管を示す図である。本発明の侵襲型装置の第二の実施形態を示す図である。本発明の侵襲型装置のさらに他の実施形態の断面の模式図である。本発明の侵襲型装置のさらに他の実施形態の断面の模式図である。本発明の侵襲型装置のさらに他の実施形態の断面の模式図である。本発明の侵襲型装置のさらに他の実施形態の断面の模式図である。実施例１に記載するようにしてガイドワイヤを挿入したラットの胃を示す図である。ブタの左冠状動脈に配置されたカテーテルのＸ線アンジオグラムを示す図である。実施例４に記載するようにしてブタの左冠状動脈からカテーテルを引き込むと同時に過分極高Ｔ１剤を含んだ造影剤を注入しているときに得られた一連の^１３ＣＭＲ画像を示す図である。実施例５に記載するようにしてブタの左冠状動脈に挿入されたカテーテルを介して過分極高Ｔ１剤を含んだ造影剤を注入しているときに得られた一連の^１３ＣＭＲ画像を示す図である。実施例６に記載するようにしてブタの左冠状動脈に挿入されたカテーテルを介して過分極高Ｔ１剤を含んだ造影剤を注入しているときに遡行ゲートを用いて得られた^１３ＣＭＲ画像を示す図である。図９ａに対応する過分極でないプロトン画像を示す図である。

符号の説明

１、３１ＭＲＩ侵襲型装置
３、３３、４２１、４３１本体
５、３５′、３５″、４０７、４０９、４１７、４１９′、４１９″、４２３、４３３、４３５′、４３５″ 管腔
７、３７壁
１３磁化率アーティファクト
３９開いた端部
４１閉じた端部
４３分割壁
４５開放部
４０１、４１１外管
４０３、４１３内管
４０５、４１５′、４１５″ ウェブ

Claims

ヒト又はヒト以外の動物の身体に侵襲型装置を挿入して少なくとも該装置を含む身体部分のＭＲ画像を形成して該装置を視覚化する診断、手術又は治療の方法に用いられるＭＲ造影剤の製造に対する、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液の使用。
前記高ＴＩ剤がゼロ以外の核スピンをもつ核を含んでなり、好ましくは^１９Ｆ、^６Ｌｉ、^１３Ｃ、^１５Ｎ、^２９Ｓｉ及び^３１Ｐからなる群から選択される核、特に好ましくは^１３Ｃ核、^１５Ｎ核、^１９Ｆ核、^２９Ｓｉ核及び^３１Ｐ核からなる群から選択される核、最も好ましくは^１３Ｃ核及び^１５Ｎ核からなる群から選択される核を含んでなる、請求項１記載の使用。
前記高ＴＩ剤が、^７７Ｓｅ、^１１１Ｃｄ、^１１３Ｃｄ、^１１５Ｓｎ、^１１７Ｓｎ、^１１９Ｓｎ、^１２３Ｔｅ、^１２５Ｔｅ、^１７１Ｙｂ、^１９５Ｐｔ、^１９９Ｈｇ、^２０３Ｔｌ、^２０５Ｔｌ及び^２０７Ｐｂからなる群から選択される核を含んでなる、請求項１記載の使用。
前記高ＴＩ剤が、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で１０秒以上のＴ１値を有し、好ましくは３０秒以上、さらに好ましくは６０秒以上であり、最も好ましくは１００秒を超えるＴ１値を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の使用。
前記侵襲型装置が、造影剤を保持するキャビティを含んでおり、該キャビティには好ましくは造影剤の循環及び添加を容易にする外部ダクトが取り付けられる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の使用。
前記侵襲型装置が、炭素繊維を含有する中間導電性材料で製造される、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の使用。
前記侵襲型装置が、ヒト又はヒト以外の動物の身体の組織及び／又は脈管構造に挿入される、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の使用。
前記造影剤が治療活性媒体でもある、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の使用。
治療活性媒体は侵襲型装置を介して特定領域に滴下注入される、請求項８記載の使用。
前記方法が、卵管を検査し、適宜手術する方法である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の使用。
前記方法が、腫瘍の診断及び適宜手術の方法である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の使用。
前記方法が、生検、好ましくは乳房又は前立腺の生検による診断の方法である、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の使用。
前記方法が切除処置であって、該切除処置に有効な追加化合物が侵襲型装置を介して導入される、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の使用。
侵襲型装置を身体に挿入するステップと、少なくとも該装置を含む身体部分のＭＲ画像を形成するステップと、視覚化手順の経時的過程で装置の内部及び適宜該装置を通して造影剤を導入するステップとを含む、ヒト又はヒト以外の動物の身体での侵襲型装置の視覚化を促進する方法であって、上記造影剤が、磁場強度０．００１Ｔ〜５Ｔ及び温度２０℃〜４０℃で５秒以上のＴ１値を有する高Ｔ１剤の過分極固体又は溶液を含んでなることを特徴とする方法。
請求項１乃至請求項１４のいずれか１項記載の方法において造影剤と共に用いられる侵襲型装置であって、炭素繊維を含有する材料で製造された中空の細長い本体を備える侵襲型装置。
中空の細長い本体が無線周波数放射線に対して不透過性であることを特徴とする請求項１５記載の侵襲型装置。
中空の細長い本体が炭素繊維複合材で製造されていることを特徴とする請求項１５記載の侵襲型装置。
請求項１乃至請求項１４のいずれか１項記載の方法において造影剤と共に用いられる侵襲型装置であって、第一の端部と第二の端部を有する中空の細長い本体と、第一の端部から第二の端部まで延在する第一の管腔と、第一の端部から第二の端部まで延在する第二の管腔とを備えており、第一の管腔が第二の端部の近くで第二の管腔と連通していることを特徴とする侵襲型装置。
３以上の管腔を含むことを特徴とする請求項１８記載の侵襲型装置。
中空の細長い本体が無線周波数放射線に対して不透過性であることを特徴とする請求項１８又は請求項１９記載の侵襲型装置。